傳感器及檢測技術（第四版）課件 22.霍爾傳感器應用

……………霍爾傳感器應用傳感器技術與應用武漢職業(yè)技術學院

熊曉倩課程內容CONTENTS具體應用舉例02霍爾傳感器的發(fā)展趨勢03概述01一、概述霍爾傳感器

全球排名第三的傳感器產品，被廣泛用到工業(yè)、汽車業(yè)、電腦、手機以及新興消費電子領域。日常生活中的使用

霍爾傳感器被廣泛應用例如，在翻蓋或是滑蓋的手機中，用來檢測手機蓋翻開或是滑動的器件就是霍爾傳感器；再如，在電腦鍵盤上，實現光標移動的滾動鍵就是由霍爾傳感器組成的；還有，在汽車變速箱、電動門窗等需要電機的部件中也有霍爾傳感器應用。二、具體應用舉例

自動供水裝置可實現憑票定量自動供應開水，具有節(jié)約用水而又衛(wèi)生的特點，特別適用于辦公樓與集體宿舍公共水房安裝使用。

鍋爐中的水由電磁閥控制流出與關閉，電磁閥的打開與關閉受控于控制電路。

當用水者打水時，需將鐵制的取水牌從投放口投入，取水牌沿非磁性物質制作的滑槽向下滑行，當滑行到磁傳感部位時，傳感器輸出信號經控制電路驅動電磁閥打開，讓水從水龍頭流出。

經延時一定時間后，控制電路使電磁閥關閉，水流停止，又恢復到停止供水狀態(tài)。自動供水裝置的結構圖二、具體應用舉例自動供水裝置的電路如圖所示。

它主要由磁傳感裝置、單穩(wěn)態(tài)電路、固態(tài)繼電器、電源電路及電磁閥等組成。磁傳感裝置由磁鐵及SL3020霍爾開關集成傳感器構成。二、具體應用舉例自動供水裝置的電路如圖所示。

平時，SL3020傳感器因空氣隙的存在受磁鐵磁場的作用較小，其輸出為低電平，晶體管VT1處于截止狀態(tài)，由IC1組成的單穩(wěn)態(tài)電路復位，IC1的輸出端3腳輸出低電平，固態(tài)繼電器SSR由于無控制電流而處于常開狀態(tài)，電磁閥Y斷電而關閉，水龍頭無水流出。

單穩(wěn)態(tài)電路在復位狀態(tài)時，IC1內部將電容C2短路。二、具體應用舉例

當取水者投入鐵制的取水牌時，取水牌沿滑槽迅速下滑，在通過磁傳感裝置時，鐵制取水牌將磁鐵的磁力線短路，SL3020傳感器受較強磁場的作用輸出為高電平脈沖，經晶體管VT1反相后觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路翻轉進入暫穩(wěn)狀態(tài)。

此時IC1的3腳輸出為高電平，使固態(tài)繼電器SSR有電流流通而閉合，電磁閥Y得電工作，自動開閥放水。單穩(wěn)態(tài)翻轉后，IC1內部電路將C2原短路狀態(tài)釋放，C2通過RP1和R4開始充電。二、具體應用舉例

當C2上的電位充電到IC1的閾值時，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路又翻轉復位，IC1輸出端第3腳又恢復到低電平，固態(tài)繼電器SSR斷開，電磁閥Y失電關閉，水龍頭自動停止出水，電路又恢復到平時狀態(tài)。二、具體應用舉例

單穩(wěn)態(tài)電路每次由穩(wěn)態(tài)翻轉進入暫穩(wěn)態(tài)狀態(tài)的時間長短，也就是每次供水的時間長短，該時間取決于C2、R4、RP1的時間常數，調節(jié)RP1可在3—20s范圍內改變這一時間。C1和C3是旁路電容，主要用來消除各種雜波的干擾。三、霍爾傳感器的發(fā)展趨勢隨著不斷發(fā)展，霍爾傳感器也呈現出五大發(fā)展趨勢：（一）微型化趨勢

市場上很多霍爾傳感器都采用了各種小型封裝。美信宣布將推出一種采用μCSP封裝（微米芯片級封裝）的霍爾傳感器，它的面積只有1mm×1mm，這樣的尺寸非常適合空間較小的應用，例如手機、電動機中的間隙等領域。小型封裝霍爾傳感器三、霍爾傳感器的發(fā)展趨勢（二）高集成度

高集成度霍爾傳感器已經成為智能傳感器。

例如，廠商基本上已經把各種保護電路和補償電路、轉換器集成到了霍爾傳感器上。而為了實現可編程霍爾傳感器，廠商將EEROM（電可擦只讀存儲器）集成進來也是一種趨勢。高集成度霍爾傳感器三、霍爾傳感器的發(fā)展趨勢（三）溫度性能

當霍爾傳感器長期處于較高的工作溫度時，芯片與基板之間的引線鍵合(bonding)將可能出現松動或斷裂等現象，從而影響傳感器的正常工作。

多數霍爾傳感器的工作溫度是65℃到85℃，這在汽車中還可以適用。但在一些工業(yè)應用中，工作溫度高達160℃甚至185℃，霍爾傳感器要適合這些場合的應用還需提高溫度指標。自找三、霍爾傳感器的發(fā)展趨勢（四）高靈敏度

霍爾傳感器最高的靈敏度可以達到幾十高斯。

在工業(yè)和汽車應用領域中，靈敏度在200高斯到500高斯的霍爾傳感器就可以很好地完成應用任務。

不斷提高霍爾傳感器的靈敏度可以開啟新的應用市場，因此，這也是業(yè)界努力的目標?；魻杺鞲衅鞯奶魬?zhàn)之一就是電路必須能感應非常小的磁場以及磁場的細微變化。三、霍爾傳感器的發(fā)展趨勢(五)新的霍爾元件結構

一般線性霍爾傳感器要實現旋轉位置的測量，要采用非常復雜的